Почему озоновый слой называют также озоновым щитом планеты что такое озоновые дыры
Что такое озоновая дыра и почему она может быть обманом
Вопросы экологии заботят многих. К ним периодически возвращаются не только самые лютые активисты, но также политики, звезды, кинематограф и простые люди. Самыми обсуждаемыми явлениями с точки зрения проблем с экологии являются глобальное потепление и озоновые дыры. С первым все вроде понятно — поднялась температура, значит, потепление. А что там с дырами и почему они так называются? Являются ли они вообще дырами и где они находятся? Что на них влияет и можно ли их ”зашить”? Правда ли, что они существуют, или все это большой обман? Как видите, только во вступлении я уже накидал больше вопросов, чем можно дать ответов. Но на какие-то из них ответы есть. Если вы не задумывались о том, что озоновый слой надо беречь, возможно, после прочтения этой статьи вы поменяете свое мнение. А заодно поймете, что не только какие-то там мистические корпорации влияют на его истощение, но и каждый из нас своими действиями и привычками.
Наша планета неоднородна. Постоянно есть изменения то магнитного поля, то температуры, то концентрации озона в атмосфере.
Что такое озоновая дыра
Для начала давайте вообще разберемся с тем, что такое озонная дыра и дыра ли она на самом деле. Ведь это выражение сильно искажает реальное значение, но звучит круто.
Экологичное будущее: созданы пакеты, которые разлагаются в морской воде
Озоновой дырой называют локальное истощение озонового слоя, который покрывает нашу планету на высоте примерно 25 километров. Как таковой дыры там нет, есть именно истощение, уменьшение концентрации или толщины слоя. Но этого уже достаточно для того, чтобы привести к неприятным последствиям в этой области.
Для измерения озонового слоя принято пользоваться единицей измерения, которая называется ”единицей Добсона”. Одна такая единица ровняется слою озона 10 мкм. Толщина озонового слоя над поверхностью земли отличается в разных местах, но дырами принято называть те места, где содержание озона падает до 220 единиц Добсона.
Когда происходит такое, надо что-то делать. Или нет?
Как видим, настоящих дыр в этих местах нет, но так проще говорить, чем называть это ”локальным истощение озонового слоя”, согласитесь.
Самая большая озоновая дыра находится над Антарктидой и ее площадь по состоянию на 2019 год составляла 23 миллиона квадратных километров. При этом ее площадь не постоянна и не растет в одном направлении. В течение последних 30 лет она менялась от 12 до 27 миллионов квадратных километров.
Для чего нужен озоновый слой
Многие спрашивают, а можно ли жить без озонового слоя. Конечно, можно, но не на нашей планете и не нашему виду.
Озоновый слой состоит из озона, как не сложно догадаться. Это газ, который состоит из молекул, включающих в себя три атома кислорода. Озон образуется при воздействии ультрафиолета в верхних слоях атмосферы на молекулярный кислород.
Существование этого слоя помогает нам защищаться от воздействия ультрафиолетового излучения. Получается, оно его создает и само же им останавливается. Конечно, часть проходит дальше, но она нам только на пользу. Как говорится, все хорошо в меру.
Озоновые дыры выглядят не так красочно, но в целом отображение правильное.
Озоновый слой появился на Земле после начала процесса фотосинтеза. Произошло это примерно 600 миллионов лет назад и позволило живым существам выйти из воды на сушу. Только после этого на ней стало относительно безопасно.
Если вдруг озоновый слой исчезнет, на Землю обрушится огромное количество солнечного излучения и мы будем относиться к нему уже не как к чему-то приятному, летнему и легкому. Оно просто убьет все живое. Некоторые формы жизни сохранятся, пожалуй, только в воде. И то не факт. Например, повышенный поток ультрафиолетовой солнечной радиации, проникающий в океан, приводит к гибели его обитателей, живущих у поверхности. Так что озоновый слой наш друг и его надо беречь, чтобы не допустить по-настоящему страшных последствий.
Экологическая катастрофа: у побережья Камчатки погибло 95% морских обитателей
Как образуются озоновые дыры
Если смотреть широко, то есть две причины образования озоновых дыр — естественные и антропогенные (вызванные деятельностью человека). То есть не только мы влияем на то, каким будет наш озоновый слой, но наш вклад все равно существенен. Впрочем, есть теория, что это не так, но о ней я расскажу чуть позже. Пока же взвесим все за и против классической научной теории.
Если говорить о деятельности человека, то самое большое воздействие на озоновый слой оказывают химические соединения, которые попадают в воздух и вступают в реакцию с этим газом. Наибольшая концентрация таких веществ собирается в районе полюсов, поэтому именно там толщина озонового слоя наименьшая.
Среди соединений, которые разрушают озоновый слой, есть те, которые имеют органическое и химическое происхождение. Основные вещества, которые вносят свой негативный вклад, это водород, бром, кислород и особенно хлор. Так же вредны их соединения, так как они тоже вступают в реакцию с озоном. Катализатором часто выступает ультрафиолет, которого на такой высоте всегда хватает.
Структура земной атмосферы
Что делается для защиты озонового слоя
Самое сильное влияние на озон оказывают галогенированные углеводороды. Они очень широко применялись в промышленности десятки лет, пока проблема не была выявлена и в 1989 году не была подписана Монреальская конвенция. Сначала она обязывала страны принять все необходимые меры по защите озонового слоя, но не говорила ничего конкретного. Позже появились рекомендации по сокращению использования хлорфторуглеродов — разновидности фреонов на основе метанового, этанового и пропанового рядов.
Эти соединения широко использовались в аэрозольных баллонах, растворителях и другой химии. Они очень быстро испарялись и достигали стратосферы, разлагаясь на компоненты и разрушая озоновый слой.
Ученые рассказали, какое воздействие на Землю оказало наличие дыры в озоновом слое
Конечно, некоторые компании, которые являлись лидерами по производству такой химии очень не хотели терять большую часть бизнеса. Например, DuPont потратила миллионы долларов на компанию в прессе, которая доказывала всем, что проблема преувеличена. Но постепенно отказ от вредных компонентов все же произошел и пару лет назад ООН даже дала свой обнадеживающий прогноз. Проблема в том, что концентрация фреонов в атмосфере пока слишком высокая и надо подождать, пока он выйдет из нее. Некоторые ученые даже говорят, что отдельные виды соединений имеют срок жизни в сотни лет, а значит о полном ”исцелении” говорить пока рано.
За экологией надо следить во всех ее проявлениях.
Можно ли восстановить озоновый слой
Так как озон в атмосфере это не нефть, которая образуется миллионами лет, а результат физико-химической реакции, он может восстанавливаться, при том достаточно быстро.
В заявлении ООН говорится, что вследствие сокращения использования некоторых химических соединений, озоновый слой начал восстанавливаться. Организация даже дала прогноз, что полное восстановление концентрации озона в атмосфере произойдет примерно через 40 лет.
Это хорошая новость, но такой благоприятный прогноз не означает, что надо расслабиться и снова начать применять любую химию. Чтобы закрепить результат, разрабатываются специальные программы по сокращению выброса и использования вредных соединений. А так же все новые наработки контролируются на предмет соответствия принятым нормам.
Может ли исчезнуть озоновая дыра
Озоновая дыра не просто может исчезнуть, а постоянно делает это. Это связано с некоторыми природными явлениями и даже климатическими особенностями.
Например, я уже сказал, что озон образуется в результате воздействия кислорода с ультрафиолетом. Значит во время полярной ночи он просто не может образоваться, так как солнце ”не восходит” несколько месяцев. В этом случае концентрация озона в атмосфере локально падает, но во время полярного дня восстанавливается.
Озоновые дыры не постоянны.
Некоторые дыры могут быть связаны с активностью Солнца или другим воздействием. В результате этого они появляются и пропадают. Иногда это занимает несколько дней, реже растягивается на несколько месяцев. Особенно, если это происходит не рядом с полюсами, где, как я уже говорил, высока концентрация химических соединений, которые постоянно разрушают озоновый слой.
Когда изобрели фреон
Получается, что основным виновником того, что пришлось принимать экстренные меры, является фреон? В некотором роде, если верить основной теории, это так. Можно даже сказать больше — у виновника озоновых дыр есть конкретное имя. Это имя Уиллис Хэвиленд Кэрриер. Именно он разработал первый кондиционер в 1902 году для осушения воздуха в типографии Бруклина.
Тот кондиционер на самом деле работал не на фреоне, а на аммиаке, как и появившийся в 1910 году первый холодильник, вот только именно они привели к массовому использованию новых соединений.
18 случайных научных изобретений и открытий, изменивших мир
Со временем кондиционеры развивались и даже стали массовыми. Первые компактные модели для коммерческого использования появились в 1929 году а лидером стала компания Томаса Эдисона — General Electric.
Несмотря на то, что аммиак, который применялся в кондиционерах, в целом был не так опасен, как может показаться на первый взгляд, риски все равно были. Сам аммиак широко применяется в природе и даже синтезируется в организме человека, но его высокие концентрации могут приводить к смерти. Мастера того времени и технологии производства компонентов не могли снизить до нуля риск утечки, поэтому от аммиака начали постепенно отказываться, заменив его фреоном.
Фреон считался безопасным для человека хладагентом, а его разработку незадолго до начала Великой депрессии начали компании General Motors и DuPont. Впервые это соединение было синтезировано в 1928 году Томасом Миджли-младшим из дочерней компании General Motors. Это вещество и назвали ”фреон”.
Томас Миджли-младший умер в 55 лет. Он заболел и потерял подвижность, но сделал для себя систему передвижения. в 1944 году он запутался в ней и задохнулся.
В 1903 году General Motors и DuPont основали компанию Kinetic Chemical Company. Она-то и занималась производством фреона. Патент на фреон принадлежит компании Frigidaire, в которой работал Томас Миджли-младший.
На презентации нового вещества его изобретатель, Томас Миджли-младший, вдыхал газ, а потом выдыхал его не свечу. Тем самым он показывал, что газ безопасен для человека и он не горит.
Это привело к настоящему буму производства бытовых холодильников и кондиционеров. Позже фреон начал проникать и в другие сферы производства, но после того, как поняли, что он еще опаснее аммиака, начали возвращаться к последнему.
Правда ли, что озоновые дыры существуют
А теперь давайте обсудим ту самую альтернативную теорию, которая, как обычно, построена на теории заговора. В конце концов исключать ее нельзя, особенно учитывая, что некоторые ее составляющие звучат очень логично и даже не противоречат научной теории. Просто они ее немного иначе интерпретируют.
Многие считают, что вредного воздействия фреона просто не существует. А нагнетание паники связано только с тем, чтобы лишить индустриально развитые страны, вроде Китая, доступа к дешевому сырью. Ведь именно фреон стоит очень недорого, но решает массу проблем на многих предприятиях.
В пользу этой теории свидетельствует и то, что озоновый слой слишком толстый, чтобы на него можно было как-то повлиять. Даже приводятся мнения ученых, которые говорят, что вредные для озонового слоя соединения не могут подниматься на высоту больше 2-3 километров. Но даже на этой высоте их концентрация незначительна.
Если просто, то озоновые дыры работают так, но вопросов к ним все больше.
Так же сторонники этой теории утверждают, что если убрать весь озон из атмосферы, ему понадобится буквально несколько минут на то, чтобы образоваться заново, ведь солнечные лучи продолжают попадать на Землю и расщепление в стратосфере кислорода на атомы будет продолжаться. Правда, не понятно, как в этом случае за несколько минут озоновый слой образуется на всей Земле, если половина ее не получает солнечных лучей, но это уже, наверное, частности. Оставим это на совести тех самых ученых.
А еще в качестве аргумента приводится то, что я говорил про полярную ночь. Мол, во время нее концентрация озона падает, но потом довольно быстро набирается.
Самые интересные научные статьи вы можете найти в нашем новостном Telegram-канале. Их там даже больше, чем на сайте.
Основное объяснение озоновой дыры над Антарктидой заключается в то, что там воздействие на озоновый слой оказывается магнитным полем Земли. Именно поэтому на полюсе она такая большая, а так как полюса в истории Земли постоянно перемещались, то и существование такой дыры является обычным делом.
Озоновая дыра — обман?
С одной стороны, можно относится к таким рассуждениям, как к полной ерунде, но некоторые доказательства в ней более-менее имеют смысл. Например, то, что полюса меняются местами. А еще, если предположить, что озоновую дыру над Антарктидой открыли через несколько десятилетий после начала использования фреона — до этого не было технической возможности — то доказать, что ее не было до этого, нельзя.
Что только не пытились объяснить теорией заговора. Теперь озоновые дыры.
Я бы предложил относиться с изрядной долей скепсиса к обеим теориям, ведь они на самом деле не исключают друг друга. Есть еще теория, что весь разговор об озоновой дыре запустила компания, которая владела патентными правами на фреон. Эта теория утверждает, что патентные права закончились и ей надо было срочно найти способ запретить его, придумав что-то новое. Фреон, конечно, популярен, но не настолько, чтобы из-за него так масштабно ”впрягаться”.
Мне кажется, что воздействие химических соединений на озоновый слой действительно может быть преувеличено, но я бы не стал говорить о теории заговора. Скорее всего, истина, как обычно, где-то посередине. Если у вас есть свое четкое мнение, предлагаю подискутировать об этом в комментариях к этой статье.
Разрушение озонового слоя: причины и последствия катастрофы
Разрушение озонового слоя: причины и последствия катастрофы
Ученые предполагают, что возникновение озонового экрана Земли произошло четыреста миллионов лет назад. Именно этот процесс, по их мнению, позволил микроорганизмам подняться со дна океана и выйти на сушу. Так на Земле появилась жизнь.
Что такое озоновый слой
Озоновый слой — это самый легкий и тонкий слой в атмосфере, который содержит относительную концентрацию озона (до 0,001%). Озоновый слой защищает нашу планету от опасного ультрафиолетового излучения, которое способно причинить значительный ущерб жизни на Земле.
Однако озоновый слой не только покрывает нашу планету. Его также можно найти и на поверхности земли — он используется для таких целей, как отбеливание бумажной целлюлозы, обеззараживание питьевой воды и удаление неприятных запахов из продуктов.
Как образуется озоновый слой
Озон — это аллотропная модификация кислорода. Ультрафиолетовые лучи расщепляют молекулы кислорода, превращая О2 в О+О. После расщепления О присоединяется к другим молекулам кислорода, образуя озон (О3=О+О2).
О3 и молекулы кислорода «поглощают» около 97–99% вредного ультрафиолетового излучения, преобразовывая его в тепло.
Где находится озоновый слой
Озоновый слой находится на высоте от 10 до 50 км над поверхностью Земли, в верхних слоях атмосферы. Озоносфера (или озоновый экран) в разных широтах планеты находится на разных уровнях. В тропических широтах озоновый слой находится на расстоянии от 25 до 30 км, в умеренных — от 20 до 25 км, в полярном круге расстояние еще меньше — от 15 до 25 км.
Толщина озонового слоя
Озоновый слой считается самым тонким в атмосфере. Концентрация озона в верхних слоях измеряется в единицах Добсона. Одна единица Добсона составляет 10 микрометров чистого озона при температуре 0 °C и стабильном атмосферном давлении. Нормальной концентрацией озона считается 300 единиц. Отсюда следует, что толщина озонового слоя составляет всего 3 000 микрометров (3 миллиметра).
Озоновый слой и УФ-излучение
Главная задача озонового слоя — оберегать планету от опасной солнечной радиации.
УФ-излучение в малых дозах полезно для человеческого организма, потому что напрямую связано с выработкой витамина D.
В современной медицине это излучение используется для лечения псориаза, остеопороза, желтухи, экземы и рахита. При лечении также учитывается риск негативного воздействия, поэтому любое использование данного излучения происходит под четким медицинским наблюдением.
Долгосрочное воздействие солнечного ультрафиолетового излучения на человека может спровоцировать развитие острых и хронических заболеваний кожи, глаз и иммунной системы.
Солнечные ожоги случаются в результате долгого влияния УФ-излучения на кожу. Оно способно вызвать дегенеративные изменения клеток кожи, фиброзной ткани и кровеносных сосудов. Рак кожи и катаракта — самые серьезные и нередкие последствия облучения ультрафиолетом.
Мощность ультрафиолетового излучения Солнца чаще всего делят на три категории:
Разрушение озонового слоя
Годы изучения защитного экрана показали, что над поверхностью Земли в некоторых районах озоновый слой начал истончаться. Первую «брешь» обнаружили над Антарктидой.
Причиной повреждения и истончения озоносферы Земли были признаны синтетические и искусственные вещества, образованные в результате промышленной деятельности.
Причина разрушения озона — хлорфторуглерод, группа органических соединений, включающих атомы фтора, хлора и углерода. Эти соединения не токсичны, стабильны и, взаимодействуя с воздухом, не образуют взрывоопасных веществ.
Фреон (хладагент) — яркий представитель этих соединений и включает в себя более 40 различных веществ. Область применения фреона захватывает практически все сферы жизнедеятельности человека. Впервые хлорфторуглероды стали использовать в работе холодильных устройств (холодильники, кондиционеры), заменив ими токсичные и взрывоопасные аммиак и сернистый газ. Позже хлорфторуглероды стали широко эксплуатировать в аэрозольных баллонах, вспенивателях, растворителях, а также в пищевой и парфюмерной отраслях.
Однако сейчас известно, что под воздействием солнечной радиации хлорфторуглероды разлагаются в атмосфере и образуют вещества, которые эффективно разрушают молекулы озона. И если на Земле фреон не представляет опасности для жизни, в стратосфере он активно разрушает защитную систему нашей планеты.
Монреальский протокол
В 1987 году Всемирная Метеорологическая Организация и Программа ООН по окружающей среде собрали вместе ученых, дипломатов, защитников окружающей среды, членов правительства, представителей промышленности и коммерческие организации для заключения соглашения о поэтапном отказе от химических веществ. В январе 1989 года вступил в силу Монреальский протокол, первое в мире международное соглашение о регулировании химических загрязнителей.
В рамках протокола было решено постепенно сокращать производство и использование озоноразрушающих химических веществ, в первую очередь был введен запрет на использование ХФУ (хлорфторуглерод) в распылительных аэрозольных баллончиках.
Озоновые дыры
В 1985 году над Антарктидой обнаружили озоновую «дыру» диаметром более 1 000 км. По сей день она является самой большой и занимает площадь чуть меньше 20 млн кв. км.
К счастью, как таковой дыры нет. На самом деле, когда ученые и популярные средства массовой информации ссылаются на дыру в озоновом слое, речь идет об области с низкой концентрацией озона. Толщина озоновой оболочки в этой местности меняется в зависимости от времени года.
Почему дыра образовалась именно над Антарктидой, если главная причина в опасных выбросах?
Ученые объясняют этот феномен тем, что хлорфторуглероды переносятся в Антарктику воздушными потоками. Особенные климатические условия, а конкретно — крайне низкие температуры (до −80 °C) способствуют формированию стратосферных облаков.
В этих облаках происходит серия химических реакций. Хлор, содержащийся в ХФУ, отделяется от других веществ, кристаллизуется и в течение всего холодного периода сохраняется в таком состоянии. С приходом весны интенсивность ультрафиолетовых лучей усиливается, атомы хлора высвобождаются, разрушая молекулы озона. В итоге образуется озоновая дыра.
Мир без озонового слоя
Озоновая дыра над Антарктидой не единственная. Количество дыр растет с каждым годом по всему миру. Поток солнечной радиации увеличивается и вызывает вспышки раковых заболеваний кожи и катаракту, причем дети этому явлению подвержены сильнее.
Ученые из Центра космических полетов имени Годдарда (НАСА), чтобы доказать значение озонового слоя, смоделировали ситуацию стремительного разрушения защитного экрана Земли.
Группа ученых начала работу с создания модели атмосферной циркуляции земной системы, которая учитывает химические реакции в атмосфере, колебания температуры и ветра, изменения солнечной энергии, а также другие элементы глобального изменения климата. Потери озона изменяют температуру в разных частях атмосферы, и эти изменения способствуют или подавляют химические реакции.
Затем исследователи увеличили выброс ХФУ и подобных соединений на 3% в год, что примерно вдвое меньше, чем в начале 1970-х годов, когда хлорфторуглероды активно использовались в производстве и быту. Ученые позволили моделируемому миру развиваться с 1970 по 2065 год.
Год 2065. Почти две трети озоносферы Земли исчезло. У самой большой озоновой дыры над Антарктидой появился двойник над Северным полюсом. Ультрафиолетовое излучение, падающее на города средних широт (например, Вашингтон), настолько сильное, что способно вызвать солнечный ожог всего за пять минут. Из-за высокого уровня радиации вероятность мутации ДНК увеличивается на 650%.
Решение есть
Увидев мир без озонового слоя, ученые пришли к выводу, что разрушение стратосферного озона можно остановить. Альтернативные вещества, которые не навредят защитному экрану Земли, существуют. К ним относятся углекислый газ, нетоксичный пропан, аммиак и изобутан (природный хладагент).
Как отмечают экологи, озоновый щит планеты уже сейчас восстанавливается на 1–3% в десятилетие. При благоприятных прогнозах озоновые дыры могут исчезнуть по всей планете к 2060 году. Команда ученых НАСА предполагает, что восстановление озонового слоя связано с Монреальским протоколом.
Специалисты из Национального управления океанических и атмосферных исследований США в 2018 году обнаружили крупные выбросы в атмосферу озоноразрушающего газа — трихлорфторметана.
Было установлено, что эпицентр выбросов находится в Восточной Азии, а позже более 18 производственных фабрик в Китае сами признались в незарегистрированном использовании фреона.
Экологи считают, что повлиять на целостность озонового слоя могут сами люди на бытовом уровне. Озоновый экран планеты также подвергается атакам парниковых газов и токсичных выбросов воздушного и наземного транспорта. Использование экологически чистого топлива, сохранение ресурсов земли и правильная утилизация вредных отходов сыграет значительную роль в спасении Земли.
Стоит начать очищение окружающей среды с маленького островка — своей квартиры. Через открытые окна в наше жилище поступает большое количество пыли, вредных испарений, ядовитых выбросов и неприятных запахов. В этой ситуации поможет бризер: благодаря трехступенчатой системе фильтрации устройство препятствует проникновению в комнату вредных веществ, бактерий, аллергенов и вирусов с улицы. Бризер борется с духотой в квартире и создает все условия для комфортной жизни и спокойного сна.
Заключение
Проблема разрушения озонового слоя планеты тесно связана с угрозой глобального потепления. Есть предположение, что восстановление озоновой оболочки замедлит таяние льдов
Правительство и многие крупные промышленные корпорации играют большую роль в том, как мы используем ресурсы Земли. Если сохранение окружающей среды станет первоочередной задачей каждого из государств, возможно, разрушительное влияние на нашу среду обитания достигнет минимума.